مطالعهای جدید نشان میدهد که سیستم ایمنی بدن انسان چگونه در طول زندگی دچار تغییر میشود و این یافتهها میتوانند زمینهساز پیشبینی خطر بیماریها و بهینهسازی سلامت پیش از بروز علائم شوند. اگر پزشکان بتوانند سن سیستم ایمنی شما را به همان سادگی که سن تقویمیتان را اندازهگیری میکنند، تعیین کنند، چه اتفاقی میافتد؟ دانشمندان گامی مهم در این مسیر برداشتهاند و چگونگی تکامل سیستم ایمنی بدن از بدو تولد تا سالمندی را ترسیم کردهاند.
به گزارش بخش ایمونولوژی رسانه اخبار پزشکی مدنا، در مطالعهای اخیر گروهی از پژوهشگران در چین سلولهای ایمنی را در طول عمر انسان مورد بررسی قرار داده و تغییرات کلیدی را شناسایی کردهاند که بر سلامت، مقاومت در برابر بیماریها و روند پیری تأثیر میگذارند. یافتههای این تحقیق میتوانند مسیر را برای مراقبتهای بهداشتی شخصیسازیشده هموار کنند، به پیشبینی وضعیت سلامت ایمنی بپردازند و مداخلات درمانی را پیش از بروز بیماری هدایت کنند.
سیستم ایمنی شبکهای پیچیده از سلولهاست که بدن را در برابر عفونتها، سرطان و سایر بیماریها محافظت میکند. اگرچه دانشمندان میدانند که سیستم ایمنی با افزایش سن دچار تغییر میشود، اما بسیاری از این فرآیندها هنوز ناشناخته باقی ماندهاند. نوزادان با یک سیستم ایمنی توسعهنیافته متولد میشوند و در ماههای اول زندگی، عمدتاً به آنتیبادیهای مادر برای محافظت متکی هستند. با رشد کودک، قرارگیری در معرض عوامل بیماریزا و واکسنها به شکلگیری دفاع ایمنی کمک میکند. در بزرگسالی، سیستم ایمنی به اوج عملکرد خود میرسد، اما با افزایش سن، به تدریج ضعیفتر شده و فرد را در برابر عفونتها، بیماریهای خودایمنی و حتی سرطان آسیبپذیرتر میکند.
تا پیش از این، بیشتر مطالعات مربوط به پیری سیستم ایمنی بر گروههای سنی خاص متمرکز بودند و یک تصویر جامع از این فرآیند در کل طول عمر انسان وجود نداشت. پیشرفتهای اخیر در فناوریهای تکسلولی اکنون امکان مطالعه سلولهای ایمنی را با جزئیاتی بیسابقه فراهم کرده و تغییرات این سلولها را در مراحل مختلف زندگی ردیابی کرده است. با این حال، همچنان یک نقشه جامع و دقیق از توسعه سیستم ایمنی، از دوران نوزادی تا کهنسالی، در دسترس نبود.
این پژوهش با هدف پر کردن این شکاف، تصویری دقیق از نحوه تحول سلولهای ایمنی در طول زندگی ارائه داده و مدلی تحت عنوان سن ایمنی را برای پیشبینی وضعیت سلامت ایمنی معرفی کرده است. محققان نمونههای خون ۲۲۰ فرد سالم، از نوزادان تا سالمندان ۹۰ ساله، را مورد تجزیهوتحلیل قرار دادند. آنها از فناوریهای توالییابی RNA تکسلولی (scRNA-seq) و توالییابی گیرندههای سلولهای T و B برای بررسی ترکیب، بیان ژنی و تعاملات سلولهای ایمنی در طول زمان استفاده کردند.
علاوه بر این، پژوهشگران از سیتومتری جرمی برای تأیید تغییرات در سطح پروتئینهای سلولهای ایمنی بهره بردند. با شناسایی ۲۵ زیرگروه مختلف از سلولهای ایمنی و بررسی نحوه توزیع و عملکرد آنها در ۱۳ گروه سنی، این تحقیق تغییرات وابسته به سن در سیستم ایمنی را با دقتی فراتر از مطالعات قبلی ثبت کرد. دانشمندان برای تحلیل روند تکامل سیستم ایمنی، افراد شرکتکننده را به هشت مرحله زندگی تقسیم کردند؛ این مراحل شامل نوزادی، نوپایی، کودکی، نوجوانی، جوانی، میانسالی، سالمندی و کهنسالی بود.
علاوه بر این، پژوهشگران از مدلهای آماری و ابزارهای یادگیری ماشین برای توسعه یک سیستم پیشبینی سن ایمنی استفاده کردند. این مدل با یک مجموعه داده مستقل شامل ۸۹ فرد دیگر، که هم افراد سالم و هم مبتلایان به اختلالات ایمنی را در بر میگرفت، اعتبارسنجی شد. مدل مذکور وضعیت ایمنی را بر اساس الگوهای بیان ژنی ارزیابی کرده و ناهنجاریهای احتمالی را که میتوانند نشانههای اولیه اختلال ایمنی باشند، شناسایی کرد.
این مطالعه نشان داد که روند پیری سیستم ایمنی یک فرآیند مداوم است که تحت تأثیر مراحل مختلف زندگی قرار دارد. در دوران کودکی، سلولهای ایمنی دستخوش تحولات چشمگیری میشوند. یکی از مهمترین کشفیات این مطالعه، شناسایی یک زیرگروه ناشناخته از سلولهای B سیتوتوکسیک بود که هم نشانگرهای سلولهای B و هم ژنهای سیتوتوکسیک (GNLY و NKG7) را بیان میکنند. این سلولها در دوران کودکی بسیار فراوان بودند اما در بزرگسالی تقریباً ناپدید شدند، که نشاندهنده نقش حیاتی آنها در دفاع ایمنی اولیه است.
سلولهای T مرتبط با ایمنی روده (MAIT cells) در دوران نوجوانی گسترش یافتند. محققان این تغییر را به تحولات هورمونی و دگرگونیهای میکروبیوم نسبت دادند که عملکرد ضدباکتریایی سلولهای MAIT را تقویت کرده و تنوع گیرندههای TCR آنها را افزایش میدهد. سلولهای T که خط مقدم دفاع بدن در برابر عفونتها محسوب میشوند، بیشترین تغییرات مرتبط با سن را تجربه کردند. سلولهای T نابالغ، که مسئول پاسخ به عفونتهای جدید هستند، از اوایل بزرگسالی به طور مداوم کاهش یافتند. در مقابل، سلولهای T حافظه و مؤثر تجمع یافتند که در نهایت منجر به خستگی سیستم ایمنی شد.
گسترش کلونی سلولهای T CD8+ در هر دو انتهای چرخه زندگی مشاهده شد، اما عملکرد آنها به طور قابل توجهی متفاوت بود:
- در کودکان، این سلولها دارای فعالیت سیتوتوکسیک قوی بودند و به مقابله با عفونتها کمک میکردند.
- در سالمندان، همین سلولها با التهاب مزمن و خستگی ایمنی مرتبط بودند که به کاهش عملکرد سیستم ایمنی در دوران پیری کمک میکند.
یکی از مهمترین نتایج این پژوهش، توسعه مدل سن ایمنی بود که بر اساس نشانگرهای ژنی و سلولی، وضعیت سلامت ایمنی یک فرد را تخمین میزند. این مدل، که از دادههای تکسلولی سراسر چرخه زندگی بهره میبرد، پس از آزمایش و اعتبارسنجی، توانایی خود را در تمایز افراد سالم از مبتلایان به اختلالات ایمنی ثابت کرد. این ابزار میتواند برای شناسایی زودهنگام اختلالات ایمنی به کار گرفته شود و امکان مداخلات پیشگیرانه را پیش از ظهور علائم بیماری فراهم کند.
این مطالعه بینشی بیسابقه از تغییرات سیستم ایمنی در طول زندگی ارائه داده و با شناسایی نقاط عطف کلیدی در ترکیب و عملکرد سلولهای ایمنی، راه را برای مدلهای پیشبینیکنندهای هموار کرده که میتوانند تحولی در علم پزشکی ایجاد کنند. پژوهشگران معتقدند که با بهبود بیشتر، مدل سن ایمنی میتواند به ابزاری ارزشمند برای تشخیص و پیشگیری از بیماریهای مرتبط با سن تبدیل شود و در نهایت به بهبود سلامت در نسلهای آینده کمک کند. علاوه بر این، این مطالعه بار دیگر ارتباط میان پیری سیستم ایمنی و التهاب مزمن را تأیید کرده است؛ عاملی که بر بسیاری از اندامهای بدن، از جمله قلب و کبد، تأثیر میگذارد.
